Конспект учебника физики 9 класс параграф 5 УМК Перышкин по теме «Характеристики неравномерного движения. Прямолинейное равноускоренное движение» Базовый уровень с 2023 года + Ответы на вопросы. Цитаты из учебного пособия использованы в учебных целях. Код материалов: Физика Конспект §5 Баз.ур.
Вернуться к Списку конспектов (в ОГЛАВЛЕНИЕ)
Конспект § 5 «Характеристики неравномерного движения.
Прямолинейное равноускоренное движение»
Равномерное движение встречается редко. Обычно за равные промежутки времени тело проходит разные пути, что является неравномерным движением.
Для его характеристики используют:
- Среднюю путевую скорость — скалярную величину, равную отношению пути ко времени: vср.п. = l / t. Она характеризует движение в целом, позволяя оценить общее время или путь (например, в навигаторах), но не дает информации о деталях движения.
- Среднюю скорость перемещения — векторную величину, равную отношению перемещения ко времени: vср.п. = s / t. Её направление совпадает с перемещением.
Для описания быстроты движения в конкретной точке траектории вводится понятие мгновенной скорости. Она равна отношению малого перемещения к малому промежутку времени. Это векторная величина, направление которой совпадает с направлением перемещения в данной точке.
Простейший вид неравномерного движения — равноускоренное, при котором вектор скорости за любые равные промежутки времени изменяется одинаково.
Для него вводится понятие ускорения — векторной физической величины, равной отношению изменения скорости ко времени, за которое это изменение произошло: a = (v – v0) / t.
Чем больше модуль ускорения, тем быстрее меняется скорость. Единица измерения в СИ — метр на секунду в квадрате (м/с²). Это ускорение, при котором за 1 секунду скорость изменяется на 1 м/с.
При прямолинейном равноускоренном движении векторы скорости (v) и (v0) и ускорения направлены вдоль одной прямой. Для расчета используется формула проекции ускорения:
ax = (vx − v0x) / t.
Покажем на конкретных примерах, как находится ускорение.
Пример 1. Санки, которые равноускоренно скатываются с горы (рис. 13, а), участок пути АВ прошли за 4 с. При этом в точке А они имели скорость, равную 0,4 м/с, а в точке В – скорость, равную 2 м/с (так как санки движутся поступательно, можно принять их за материальную точку). Определим, с каким ускорением двигались санки на участке АВ.
Теперь рассмотрим пример 2, в котором санки, скатившись с горы, движутся по горизонтальному участку CD и останавливаются в точке D (рис. 13, б). Известно, что в точке С санки имели скорость 1,2 м/с, а участок CD был пройден ими за 6 с.
Ключевые выводы из примеров:
- Если векторы скорости и ускорения сонаправлены, скорость тела растёт (пример с санками, скатывающимися с горы: ax = +0,4 м/с2.
- Если векторы скорости и ускорения направлены противоположно, скорость тела уменьшается (пример с санками, тормозящими на равнине: ах = –0,2 м/с2.
Важно: Понятие ускорения шире. При любом движении существует мгновенное ускорение — отношение изменения скорости к малому промежутку времени. Однако при равноускоренном движении мгновенное ускорение одинаково во всех точках траектории.
Вопросы на странице 27
№ 1. Что называют средней путевой скоростью; средней скоростью перемещения?
Средней путевой скоростью называют скалярную величину, равную отношению всего пройденного пути к промежутку времени, за который этот путь пройден. Средняя скорость перемещения — это векторная величина, равная отношению вектора перемещения к тому же промежутку времени. Таким образом, первая характеризует интенсивность движения по траектории, а вторая — быстроту изменения положения тела в пространстве.
№ 2. Что называют мгновенной скоростью?
Мгновенной скоростью называют физическую величину, равную пределу средней скорости при бесконечном уменьшении промежутка времени. Фактически это скорость тела в данной точке траектории в данный момент времени, которая показывает, как быстро движется тело в этот конкретный миг.
№ 3. К какому виду движения – равномерному или неравномерному – относится прямолинейное равноускоренное движение?
Прямолинейное равноускоренное движение относится к неравномерному движению. Равномерным называется движение с постоянной по модулю и направлению скоростью, а при равноускоренном движении скорость тела изменяется (увеличивается или уменьшается) на одну и ту же величину за равные промежутки времени.
№ 4. Дайте определение ускорения равноускоренного движения. Какова единица ускорения?
Ускорением равноускоренного движения называется векторная физическая величина, равная отношению изменения скорости тела к промежутку времени, за который это изменение произошло. Единицей ускорения в СИ является метр на секунду в квадрате (м/с²), что показывает, на сколько метров в секунду меняется скорость тела за каждую секунду движения.
№ 5. Что такое равноускоренное движение?
Равноускоренное движение — это такое неравномерное движение, при котором ускорение тела остается постоянным (как по модулю, так и по направлению). Это означает, что за любые равные промежутки времени скорость тела изменяется на одну и ту же величину, причем вектор этого изменения имеет неизменное направление.
№ 6. Что показывает модуль вектора ускорения?
Модуль вектора ускорения показывает, насколько быстро изменяется модуль скорости движущегося тела. Чем больше модуль ускорения, тем за меньшее время скорость тела меняется на заданную величину или, иначе говоря, тем интенсивнее происходит изменение скорости.
№ 7. При каком условии модуль вектора скорости движущегося тела увеличивается; уменьшается?
Модуль вектора скорости движущегося тела увеличивается, если вектор ускорения направлен в ту же сторону, что и вектор скорости (сонаправлены). Модуль скорости уменьшается, если векторы ускорения и скорости направлены противоположно друг другу (являются противонаправленными). В первом случае ускорение «разгоняет» тело, во втором — «тормозит» его.
УПРАЖНЕНИЕ 5
№ 1. Тело за 2 с прошло 2 м в положительном направлении оси X, а затем за 3 с – 1 м в противоположном направлении. Определите среднюю путевую скорость и модуль средней скорости перемещения за промежуток времени: а) 2 с; б) 5 с.
а) За 2 с: средняя путевая скорость равна 1 м/с, так как весь путь (2 м) делится на всё время (2 с). Модуль средней скорости перемещения также равен 1 м/с, поскольку перемещение (2 м) совпадает с пройденным путём. б) За 5 с: средняя путевая скорость равна 0,6 м/с, потому что общий путь (2 м + 1 м = 3 м) делится на общее время (5 с). Модуль средней скорости перемещения равен 0,2 м/с, так как модуль перемещения (2 м — 1 м = 1 м) делится на 5 с.
№ 2. За один и тот же промежуток времени t модуль вектора скорости первого автомобиля изменился от υ1 до υ’, а второго – от υ2 до υ’ (векторы скорости изображены в одинаковом масштабе на рисунке 14). Какой из автомобилей двигался в указанный промежуток с большим ускорением?
Большим ускорением двигался первый автомобиль. Ускорение определяется как отношение изменения скорости к промежутку времени. Изменение скорости первого автомобиля (от 1 единицы до 5) составляет 4 единицы, а второго (от 3 до 5) — 2 единицы. Так как промежуток времени одинаков, ускорение первого автомобиля больше.
№ 3. Самолёт, разгоняясь перед взлётом, в течение некоторого промежутка времени двигался равноускоренно. Каково было при этом ускорение самолёта, если за 30 с его скорость возросла от 10 до 55 м/с?
Ускорение самолёта равно 1,5 м/с². При равноускоренном движении ускорение находится по формуле a = (v−v0)/t. Подставляя значения:
a = (55 − 10) / 30 = 45 / 30 = 1,5 м/с². Это означает, что каждую секунду скорость самолёта увеличивалась на 1,5 м/с.
№ 4. С каким ускорением двигался поезд на некотором участке пути, если за 12 с его скорость возросла на 6 м/с?
Ускорение поезда равно 0,5 м/с². По определению, ускорение — это изменение скорости за единицу времени. Так как начальная скорость не указана, используем формулу a = Δv/t, где v = 6 м/с. Подставляем: a = 6 / 12 = 0,5 м/с².
№ 5. Тело, имеющее начальную скорость 20 м/с, движется с постоянным ускорением и останавливается через 10 с после начала движения. Чему равно ускорение тела?
Ускорение тела равно -2 м/с² (знак минус указывает на то, что это торможение). Так как тело останавливается, его конечная скорость равна 0. Используем формулу
a = (v − v0) / t = (0−20)/10 = -2 м/с².
Таким образом, скорость тела каждую секунду уменьшалась на 2 м/с.
№ 6. Шайба после удара клюшкой движется с начальной скоростью 10 м/с по льду. Лёд уже не гладкий, и шайба тормозит с ускорением 2 м/с2. Через какое время после удара шайба остановится?
Шайба остановится через 5 секунд. При торможении с постоянным ускорением время до остановки определяется по формуле
t = v_0 / a, где v_0 = 10 м/с, a = 2 м/с².
Вычисляем: t = 10/2 = 5 с. За это время скорость шайбы равномерно уменьшится до нуля.
№ 7. Средняя путевая скорость автомобиля на первой половине пути равна 60 км/ч, а на второй половине пути – 40 км/ч. Определите среднюю путевую скорость на всём пути.*
Средняя путевая скорость на всём пути равна 48 км/ч. Среднюю скорость на всём пути нельзя находить как среднее арифметическое (50 км/ч), так как время движения на каждой половине разное. Правильный расчёт:
v_{ср} = 2 · v1 · v2 / (v_1 + v_2) = 2·60·40 / (60 + 40) = 4800 / 100 = 48 км/ч.
Вы смотрели: Конспект учебника физики 9 класс параграф 5 УМК Перышкин Базовый уровень с 2023 года + Ответы на вопросы. Цитаты из учебного пособия использованы в учебных целях. Код материалов: Физика Конспект §5 Баз.ур.
Вернуться к Списку конспектов (в ОГЛАВЛЕНИЕ)